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Les OGM ont fait progresser les rendements depuis 20 ans, et ce n'est pas tout
Daniel Norero*
Récemment, des chercheurs italiens ont publié une revue des études concluant que l'utilisation du maïs génétiquement modifié (GM) au cours des 20 dernières années a augmenté le rendement agricole de cette denrée alimentaire de base populaire et importante. Dans ce contexte, il est important de rappeler un des mythes les plus populaires perpétués à propos des plantes GM : qu'elles n'augmentent pas les rendements. De fait, en 2016, les médias ont diffusé cette allégation lorsque l'Académie Nationale des Sciences des États-Unis (NAS) a publié une analyse approfondie d'environ 1.000 études sur la sécurité des plantes GM. En plus de conclure que les PGM sont aussi sûres que les cultures conventionnelles, l'étude a mentionné qu'« il n'y avait aucune preuve que les plantes transgéniques avaient modifié le taux d'accroissement des rendements. »
Cette phrase avait suffi pour que de nombreux journalistes publient de manière fausse des nouvelles mentionnant que les plantes GM « étaient inaptes à augmenter les rendements agricoles ». Le journaliste du New York Times Danny Hakim a même publié un article controversé sur cette affirmation largement critiquée par les universitaires et les chercheurs**. Alors que cet argument sur « aucun changement dans le rendement » est valable, on a oublié de préciser que les plantes GM actuellement cultivées au niveau commercial n'ont pas été modifiées pour augmenter directement le rendement agricole, par exemple par l'augmentation du nombre de grains, de gousses ou de fruits, ou de la taille de la plante. Les plantes GM qui ont été commercialisées depuis 1996 ont été conçues pour incorporer deux traits principaux : la résistance à des insectes (ou des maladies) et/ou la tolérance à des herbicides. Ces dernières années, de nouveaux caractères tels que la tolérance à la sécheresse et le non-brunissement ont été approuvés pour la mise en marché.
Les plantes Bt résistantes à des insectes et celles qui présentent une résistance à des virus, comme le papayer hawaïen, réduisent les pertes de récolte et nécessitent moins de produits phytosanitaires que les plantes sensibles conventionnelles. Les plantes GM tolérantes à des herbicides permettent un meilleur contrôle des adventices problématiques et facilitent l'adoption de produits phytosanitaires plus respectueux de l'environnement, ainsi que des pratiques d'agriculture durable sans labour. La réduction des pertes par les organismes nuisibles, les virus et les mauvaises herbes qui font concurrence pour les éléments nutritifs du sol, ainsi que les économies de produits phytosanitaires et de carburant, augmentent indirectement le rendement final par rapport aux cultures conventionnelles.
Ces avantages ont déjà été documentés dans deux études académiques majeures par des économistes agricoles. La première, publiée en 2014 et portant sur 147 études, a conclu que les plantes génétiquement modifiées ont permis une augmentation moyenne du rendement agricole de 22 % et une augmentation des bénéfices des agriculteurs de 68 %, avec des gains encore plus grands dans les pays en développement.
La deuxième analyse est une étude publiée annuellement et couvrant les données de la production mondiale de plantes génétiquement modifiées. La dernière version, publiée en 2017, indique qu'entre 1996 et 2015, les plantes GM ont augmenté la production mondiale de 357,7 millions de tonnes de maïs, 180,3 millions de tonnes de soja, 25,2 millions de tonnes de fibre de coton, 10,6 millions de tonnes de canola et environ un million de tonnes de betteraves à sucre. En outre, le rapport mentionne que les plantes GM ont considérablement réduit l'utilisation des terres agricoles en raison de cette productivité plus élevée. Rien qu'en 2015, elles ont empêché l'utilisation de près de 20 millions d'hectares à des fins agricoles, réduisant ainsi l'impact environnemental de la mise en culture des forêts ou des terres sauvages. C'est un grand avantage environnemental dérivé du rendement agricole plus élevé.
En dehors de ces deux revues majeures, il y a la nouvelle étude référencée au début de cet article : un article publié il y a quelques jours par des chercheurs italiens qui ont passé en revue plus de 6.000 études sur 20 années de production de maïs GM. Ils ont conclu que les plantes GM ont permis une augmentation du rendement de 6 % à 25 %, selon les pays, avec l'avantage supplémentaire de réduire les niveaux de mycotoxines d'un tiers. Ces toxines contribuent à des pertes économiques importantes et causent de graves problèmes sanitaires.
Si les plantes GM ne leur apportaient pas de bénéfice significatif, les agriculteurs choisiraient tout simplement d'utiliser des semences conventionnelles. Cependant, la surface de terres arables cultivées avec des OGM a été multipliée par 100 au cours des deux dernières décennies, passant de 1,7 million d'hectares en 1996 à 185,1 millions d'hectares en 2016. Ces plantes ont été utilisées par 18 millions d'agriculteurs dans 26 pays, ce qui fait que les PGM ont été la technologie agricole la plus rapidement adoptée dans le monde au cours de la période récente. Cette augmentation impressionnante du taux d'adoption parle d'elle-même, en termes de durabilité, de résilience, de revenus supplémentaires et d'avantages significatifs de rendement, tout cela étant disponibles pour les agriculteurs petits et grands.
Gènes pour un meilleur rendement
La seule plante GM conçue pour augmenter les rendements qui a reçu une approbation commerciale est un eucalyptus GM développé au Brésil, qui a été approuvé en 2015. Un gène de la plante modèle Arabipdopsis thaliana a été inséré dans l'eucalyptus, qui produit 20 % de bois en plus et arrive à maturité de récolte en 5,5 ans au lieu de 7.
En dehors du secteur forestier, bien qu'il n'y ait pas encore de plantes GM spécialement conçues pour maximiser le rendement (par exemple, en termes de production de grains ou de biomasse végétale) disponibles sur le marché, il existe déjà plusieurs développements au stade expérimental ou réglementaire.
Un exemple très prometteur est le « riz C4 » développé par des scientifiques de l'Institut International de Recherche sur le Riz (IRRI) aux Philippines, avec la collaboration de groupes de chercheurs du monde entier. Parce que le riz a une photosynthèse en C3 (voie 3-carbones), beaucoup moins efficace que la photosynthèse en C4 (voie 4-carbones) des plantes comme le maïs ou la canne à sucre, les scientifiques travaillent sur l'insertion de gènes pour exprimer la voie métabolique de la photosynthèse en C4 dans le riz. Cela accélère la croissance des plantes grâce à la capture du dioxyde de carbone et sa concentration dans des cellules spécialisées de la feuille, ce qui permet au processus de photosynthèse de fonctionner beaucoup plus efficacement.
La technologie appliquée expérimentalement dans le riz et le blé – deux cultures qui ont déjà atteint leur pic de rendement et qui nourrissent la majorité de la population mondiale – augmenterait le rendement de 50 pour cent. En outre, il serait possible d'utiliser beaucoup moins d'eau et d'engrais pour produire la même quantité de nourriture. Ce projet a déjà produit ses premiers résultats positifs.
Un autre projet est le RIPE (Realizing Enhanced Photosynthetic Efficiency – obtenir une meilleure efficacité de la photosynthèse), un effort de recherche international pour transformer les plantes pour qu'elles effectuent la photosynthèse plus efficacement et augmenter les rendements des cultures. On a déjà réussi à augmenter les rendements de plantes modèles comme le tabac et Arabidopsis, et on transfère maintenant la technologie à des cultures importantes pour les pays en développement, comme le manioc, le riz et les haricots.
Il y a d'autres projets en cours qui portent sur l'optimisation de la photosynthèse. Par exemple, une initiative de l'Université de l'Illinois a atteint un rendement de 20 pour cent plus élevé dans le tabac en surexprimant trois gènes protégeant des dommages à des moments où il y a plus de lumière. D'autres recherches ont réussi à augmenter le rendement du soja dans des conditions qui imitent les températures plus élevées et les niveaux de dioxyde de carbone attendus pour 2050.
Il y a aussi diverses plantes GM au stade expérimental qui peuvent maximiser directement le rendement. Celles-ci comprennent un blé avec un rendement supérieur de 20 pour cent, développé par Rothamsted Research au Royaume-Uni, et un autre blé génétiquement modifié avec des grains plus gros développé par l'Université Austral au Chili ; un soja avec 36 pour cent de plus de grains développé par l'Université de l'État de Washington ; une moutarde avec 25 à 34 pour cent de plus de graines développée par l'Université de Delhi en Inde ; un maïs avec des grains 50 % plus gros et un nombre accru de grains mis au point par le Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) aux États-Unis ; et un riz avec un rendement de 54 pour cent plus élevé développé par des chercheurs du secteur public du Royaume-Uni et de la Chine.
Autres caractères GM et édition génétique
De plus, une série de plantes GM ont été modifiées pour exprimer des caractéristiques telles qu'une utilisation efficace de l'azote du sol, qui augmente directement le rendement agricole tout en réduisant l'utilisation d'engrais, et la nouvelle génération de cultures tolérantes à la sécheresse, tolérantes à la chaleur et tolérantes à la salinité, ce qui augmentera le rendement final dans les sols qui peuvent manquer d'eau, dans les climats chauds ou dans les terres à hauts niveaux de sel.
Et nous ne pouvons pas laisser de côté les nouvelles techniques de sélection (new breeding techniques – NBT), qui offrent également des outils pour améliorer le rendement. En fait, à la fin de l'année dernière, un article de synthèse a été publié qui a analysé 52 études portant sur l'utilisation de la technologie d'édition des gènes connue sous le nom de CRISPR et publiés entre 2014 et la mi-2017. Les résultats ont montré que 15 cultures ont été étudiées pour l'application de CRISPR. La culture la plus étudiée a été le riz, suivie du tabac, d'Arabidopsis et du maïs. La majorité des applications de CRISPR étaient destinées à améliorer les rendements des cultures, suivies par une meilleure teneur en éléments nutritifs (biofortification) et une tolérance aux stress biotiques/abiotiques.
Un exemple de ces développements est la modification de la structure de la plante, de la taille du fruit, et de l'architecture de ramification chez la tomate à l'aide de CRISPR par des scientifiques du CSHL.
Toutes ces cultures offrent des avantages non seulement pour les agriculteurs, mais aussi pour l'environnement en réduisant l'utilisation des terres et l'impact environnemental général, et pour les consommateurs en soutenant la sécurité alimentaire mondiale. On estime que pour nourrir une population croissante, nous devrons augmenter l'approvisionnement alimentaire de 60 à 70 % d'ici 2050, raison pour laquelle nous devons utiliser toutes les technologies possibles pour stimuler la production agricole tout en réduisant l'impact environnemental. Cependant, la capacité de la société dans son ensemble à profiter des avantages de cette technologie dépend en grande partie des décideurs, des gouvernements et des cadres réglementaires de chaque pays. Espérons qu'ils ne réagissent pas trop tard, car il faut au moins une décennie et beaucoup d'investissements pour amener les plantes GM du laboratoire jusque sur le terrain, et l'objectif d'accroître considérablement la production alimentaire mondiale est à nos portes.
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** Dans le Monde, M. Stéphane Foucart a produit un article dont le chapô est explicite : « L’Académie des sciences ne relève ni impact négatif sur la santé ni impact positif sur les rendements agricoles. » Il a remis ça en mars 2017 avec « OGM : un rapport-clé de l’Académie des sciences américaine entaché de conflits d’intérêts » :
« En mai 2016, l’Académie des sciences américaines rendait un rapport très attendu sur les cultures génétiquement modifiées. Médiatisée dans le monde entier – y compris dans Le Monde –, cette revue générale de la littérature scientifique concluait à l’absence de risques sanitaires et environnementaux des plantes transgéniques commercialisées, mais soulignait l’absence de bénéfices sur les rendements. »
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